衛星光害の増大する問題
間違いなく、空は定期的に頭上を通過する衛星で満たされつつあり、その光跡は星空観察、趣味の天文学、天文学研究に干渉し、自然生態系に重大な脅威をもたらす可能性がある。問題は衛星自体の設計に起因しており、太陽光を反射する太陽電池アレイが人工的な拡散光を生み出し、夜空を明るくして月や惑星、星などの自然天体の光を遮る。今後数年で170万基の衛星が軌道に打ち上げられると予想されており、子供たちが空を見上げて、月やまだ見えるわずかな自然天体がなぜ夜空を横切って流れていないのか不思議に思う事態に至るかもしれない。
夜空に衛星が存在することは、1958年のスプートニク1号打ち上げ以来、人類が当然のこととして受け入れてきた。これらの衛星から反射された太陽光は、明るい筋やフレアを生み出し、良い時には視覚的に魅力的である。しかし、低軌道（LEO）の活動衛星の数が現在2万基近くに達し（急速に増加中）、これらの筋が望遠鏡観測や夜空の大規模サーベイに干渉する可能性への懸念が高まっている。
天文学研究への影響
例として、ベラ・C・ルービン天文台が現在実施している時空遺産サーベイ（LSST）が挙げられる。この10年計画のサーベイは、太陽系の目録を作成し、地球近傍小惑星（NEA）、メインベルト小惑星などを含む。もう一つの主要な目的は、過渡的な光学空を探査し、移動するか明るさが変化する天体を研究することだが、空にこれほど多くの筋や明るい点があると非常に困難になる。
干渉はプロの天文台に限らない。アマチュア天文家や天体写真家も、衛星の軌跡によって画像が台無しになる事例が増えていると報告している。さらに、衛星からの光害は自然生態系にも影響を及ぼし、自然の暗闇に依存する夜行性動物や植物の行動を乱す。
超黒色コーティングの紹介
この問題を軽減するため、サリー大学の研究チームは、衛星が反射する光の量を大幅に減らすことができる新しい超黒色コーティング材料を開発した。最近英国王立天文学会月報に掲載された研究で、研究者らは、サリー大学からスピンオフした企業（Surrey NanoSystems）が開発した超黒色コーティングVantablack® 310が、低軌道（LEO）の衛星からの光害を大幅に低減できることを実証した。この技術は、サリー大学先端技術研究所（ATI）の所長であるラビ・シルバ教授の研究から生まれた。
Vantablackの仕組み
Vantablackは、垂直に配列したカーボンナノチューブアレイで作られた超黒色コーティングで、入射光のほぼすべてを吸収する。元々は宇宙用途で、高感度機器の迷光を低減するために開発されたが、衛星表面に応用されている。このコーティングは可視光の99.9%以上を吸収し、衛星本体や太陽電池パネルの反射率を劇的に低減する。
潜在的な利点と課題
Vantablackを衛星に適用することで、その明るさを大幅に低減し、地上からの視認性を低下させ、天文学観測への干渉を最小限に抑えることができる。このコーティングは耐久性があり、極端な温度や放射線などの過酷な宇宙環境に耐えられる。しかし、広く採用するには課題もある。コーティングプロセスは均一な被覆を確保するために注意深く制御する必要があり、数千基の衛星にコーティングを施すコストは大きくなる可能性がある。さらに、衛星運用者は、光害低減の利点と、熱管理や発電効率などの他の設計上の考慮事項とのバランスを取る必要があるかもしれない。
今後の展望
超黒色コーティングの開発は、衛星コンステレーションが天文学や自然環境に与える影響を軽減するための有望な一歩である。軌道上の衛星数が増え続ける中、Vantablackのような解決策は、将来の世代のために暗い空を守るために不可欠になるかもしれない。サリー大学の研究チームは、コーティングの改良と宇宙での応用の探求を続けている。衛星メーカーや規制機関との協力により、この技術は夜空が驚異と科学的発見の源であり続けることを確実にするのに役立つだろう。
この記事はUniverse Todayの報道に基づいています。原文を読む。
Originally published on universetoday.com
